2022年高三物理 光的干涉教案 新人教版

2022年高三物理 光的干涉教案 新人教版一、教学目标1、知识与技能（1）知道光的干涉现象，并从光的干涉现象说明光是一种波。（2）能说明干涉条纹是如何形成的。（3）知道干涉产生的条件，何处出现亮条纹，何处出现暗条纹。（4）知道条纹宽度与波长的关系。（5）知道薄膜干涉现象，并了解它的简单应用。2、过程与方法（1）让学生建立光的干涉的物理模型，并通过对光的干涉现象的观察和分析，培养学生对实验结果的分析推理能力与科学探究能力。（2）经历探究干涉条纹的宽度与哪些因素有关的过程。学习控制变量法，并通过大胆猜想，感受科学探究过程中部分环节，培养学生分析、论证、交流与合作等能力。3、情感态度与价值观（1）通过列举生活中光的干涉现象的例子，使学生领略自然界的奇妙与和谐，发展学生对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，体验探索自然规律的情趣。（2）经历光的干涉探究性实验，培养学生参与活动的热情和与他人合作的精神，培养学生将科学服务于人类的意识。二、教学过程.引入新课师：我们在学习机械波这一章时，己了解到一切波都能发生干涉和衍射现象，干涉和衍射是波特有的现象。我们做过水波的干涉实验。（视频回放：水波的干涉实验）师生共同总结：师问：波的干涉是怎样定义的？生答：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开，这种现象叫做波的干涉。师问：产生干涉的两列波频率为什么必须相同？生答：若两列波的频率不同，则相互叠加时各个质点的振幅是随时间而变化的，不能产生稳定的叠加现象不能形成干涉图样。师问：哪些点是振动加强点？哪些点是振动减弱点？生答：对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路差为半波长的偶数倍时，振动加强；到两波源的路差为半波长的奇数倍时，振动减弱。教师介绍：17世纪荷兰物理学家惠更斯认为，光是在空间传播的某种波。如果光真的是一种波，就必然能观察到光的干涉现象。1801年，英国物理学家托马斯杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象。.新课教学（一）双缝干涉1.用单色光（红光）做杨氏双缝干涉实验（视频）实验意义：实验得到了预期的结果，这就证明光的确是一种波。（动画）（类比水波的干涉）指出亮条纹和暗条纹的条件：当路差等于波长的整数倍时，即，两列波就得到加强，屏上出现亮条纹；当路差等于半波长的奇数倍时，即两列光波就相互削弱，屏上出现暗条纹。光的干涉条件：由相干光源（发出相同频率光的光源）发出的光互相叠加，才能产生干涉现象。2、探究条纹宽度（即相邻明、暗条纹间的距离）与波长的关系。介绍各种色光在真空中的波长和频率。（控制变量法）在两缝间的距离d以及挡板和屏的距离L一定的情况下，用不同颜色的单色光做双缝干涉实验。（动画）.a.师：注意观察条纹间距的变化有什么规律？学生：波长越长则条纹间距越大。b.计算表明：相邻两条亮纹（或暗纹）间距离：3、用白光做双缝干涉实验（动画）让学生边观察实验并思考一问题：用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间一条亮纹是白色的？白光是各种单色光的复色光，因各种单色光在屏上中央位置出现的都是干涉亮条纹，所以干涉后的中央亮纹为白色。白光内各种单色光的波长不同，产生的干涉条纹的间距不同，所以在屏上出现彩色条纹。（二）薄膜干涉1、光彩世界（视频）提问引入：无色的肥皂液，吹出的肥皂泡为什么是彩色的？讲解薄膜干涉规律（动画）说明：左图是个示意图，实际上，液膜两面的夹角没有这么大，同一条入射光线从液膜前后两面反射之后在传播方向上没有多大差别，所以能够叠加在一起，出现干涉现象。a.薄膜特点：如上图所示，由于重力作用，肥皂液膜上薄下厚。b.相干光线，薄膜前表面AA和后表面BB的反射光线叠加。c.亮纹条件：在处，薄膜厚度的2倍为前后表面反射光的光程差，当光程差等于波长整数倍时，形成亮条纹。d.暗纹条件：在Q处，光程差等于半波长的奇数倍时，形成暗条纹。e.用白射照射肥皂液膜时，由于各色光波长不同，所以干涉后的条纹间距不同，液膜上就会出现彩色条纹。2、薄膜干涉现象在科学技术和生活中的应用。用干涉法检查各科精密元件平面的平整程度。增透膜a.应用：涂在光学元件（透镜、棱镜）的表面。b.作用：减小反射光，增大透射光强度，使成像更清晰。师：请同学们根据刚才所介绍的增透膜的作用，来计算一下增透膜的厚度d应该是多少？学生2：薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的，即：d=增反膜（也叫高反膜）a.应用：涂在太阳镜、太阳帽的表面b.作用：减小透射光，增大反射光强度，避免在火热的夏天，强烈的阳光刺伤眼睛。师：请同学们根据刚才所介绍的增反膜的作用，再计算一下增反膜的厚度d应为多少？学生3：薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的，即：（三）学生自己动手做实验并讨论、分析实验1：在双缝干涉实验中，若一缝为红光，另一缝为绿光，在屏上能否观察到干涉图样？为什么？学生4：因为红光与绿光这两束光的频率不同，所以这两束光叠加后现象不稳定，因此在屏上不能观察到干涉图样。实验2：取两块玻璃板，用手指把它们紧紧捏在一起，会从玻璃板面上看到许多彩色花纹，改变手指用力的大小，花纹的颜色和形状也随着改变，观察现象，并思考产生这一现象的原因。学生5：在两块玻璃板之间，有一层空气薄膜，我们所看到的彩色花纹，就是入射的白光在空气层薄膜的上下两表面反射的两列光波发生干涉而形成的干涉条纹。学生6：改变手指用力的大小，则两玻璃间空气薄膜的厚度也随之改变，所以各种色光亮，暗条纹的位置也发生改变，因此我们能看到花纹的颜色和形状也随着改变。.教学反思：感悟多媒体教学与常规教学的优缺点。多媒体教学可以把复杂的问题简单化，把抽象的事物直观化，通过提供这种生动、形象、直观、感染力强的教学信息，可以唤起学生的好奇心和求知欲，使学生对所学内容产生深厚兴趣。但有些课件中增加了大量的卡通、音效和动画，在课堂上经常会“博得”学生的一阵阵欢笑，但学生其实只是觉得课件本身好玩，而不是将注意力集中在授课内容本身上，等到兴高采烈地下课，才发现这堂课讲的是什么根本没有在头脑中留下痕迹。而常规教学从某种意义上来说也是一门艺术，教师可以运用自己的人格魅力、渊博的学识、富有情趣的引导，充分调动学生眼、耳、口、大脑、手等多种感官，通过师生之间的思维碰撞和情感交流，去熏陶和感染学生，激发起他们的求知欲望和学习兴趣，收到的效果是多媒体课件无法达到的。因此，我们要将多媒体教学与传统教学有机结合起来，才能达到最佳的教学效果。